Патогенный микроорганизм определение. Патогенные бактерии. Классификация микробов, вызывающих инфекционные заболевания
Из всех агентов, вызывающих пищевые отравления у людей, 70 % приходится на патогенные бактерии. Особую опасность представляют сальмонеллы, стрептококки, стафилококки, которые, размножаясь и накапливаясь в пищевых продуктах, не приводят к изменению их органолептических свойств.
Патогенные микроорганизмы попадают в воздух, почву, на различные предметы, пищевые продукты и остаются жизнеспособными некоторое время.
В некоторых случаях пищевые продукты в процессе получения, переработки, хранения и реализации, особенно при нарушении санитарных правил, могут загрязняться патогенными микроорганизмами, что приводит к возникновению пищевых отравлений и кишечных инфекций.
Токсикоинфекции – острые, нередко массовые заболевания, возникающие при употреблении пищи, содержащей массивное количество (10 5 –10 6 и более на 1 г или 1 мл продукта) живых возбудителей и их токсинов, выделенных при размножении и гибели микроорганизмов.
Природные токсины, не уступающие по канцерогенной активности антропогенным ксенобиотикам, из-за своей широкой распространенности и очень высокой степени нагрузки на организм человека представляют огромный риск для здоровья населения планеты. Это касается не только развивающихся стран, но и стран с развитой рыночной экономикой.
При остром воздействии наибольшую опасность представляют бактериальные токсины. С точки зрения хронического воздействия и опасности отдаленных последствий на первое место по степени риска выходят микотоксины.
Бактериальные токсины загрязняют пищевые продукты и являются причиной острых пищевых интоксикаций. Рассмотрим наиболее часто регистрируемые интоксикации, связанные с поражением пищевых продуктов некоторыми бактериальными токсинами.
Стафилококк. Staphylococcus aureus – грамположительные бактерии, являющиеся причиной стафилококкового отравления (приложение). Стафилококки представляют собой небольшие клетки шаровидной формы, примерно одинаковой величины. Образуют круглые с ровными краями колонии белого, желтого или золотистого цвета. Оптимальная температура роста 37ºС. Стафилококки продуцируют семь энтеротоксинов: A, B, C 1 , C 2 , D, E, которые представляют собой полипептиды с молекулярной массой 26360–28500 дальтон. Энтеротоксины S.aureus термостабильны и инактивируются лишь после 2–3 часового кипячения.
Стафилококки устойчивы к действию физических и химических факторов, выдерживают нагревание при 70ºС в течение часа. Термическая обработка пищевых продуктов вызывает гибель стафилококков при условии достаточной ее интенсивности и продолжительности: при температуре 75–80ºС стафилококки отмирают лишь через 20–30 мин, а некоторых случаях требуется прогрев продукта даже при 85ºС. Известно, что стафилококки выдерживают нагревание при 100ºС в течение 35 мин (консервы в масле). Хотя стафилококки не растут при 0ºС, они устойчивы к холоду и выживают длительное время в замороженных средах. Размножение стафилококков задерживается при понижении рН среды до 6,2 или повышении ее до 7,4. Стафилококки устойчивы к высокой концентрации хлористого натрия (до 10% и более). Хорошо переносят высушивание.
Бактерицидным действием по отношению к стафилококкам обладают уксусная, лимонная, фосфорная, молочная кислоты при pH до 4,5. Кроме того, жизнедеятельность бактерий прекращается при концентрации соли (NaCl) – 12%, сахара – 60–70%, вакуумная упаковка также ингибирует рост бактерий. Все это необходимо учитывать в различных технологиях консервирования, как в промышленном масштабе, так и в домашних условиях. Наиболее благоприятной средой для роста и развития стафилококков являются молоко, мясо и продукты их переработки, а также кондитерские кремовые изделия, в которых концентрация сахара составляет менее 50%. В заварном креме энтеротоксин образуется при температуре 30°С через 12 ч, а при 37°С – через 4 ч.
Стафилококки широко распространены в природе, их можно найти на коже человека, в воздухе, почве и других объектах. Отдельные виды патогенны для человека. Г.Гоббс отмечает, что в носоглотке здорового человека когуалозоположительные стафилококки составляют 30–60%, на руках 15–20% от всего количества бактерий. В большом количестве стафилококки содержатся в гнойничках и нарывах и легко передаются человеком. Стафилококки, особенно золотистые, вырабатывают экзотоксин. Некоторые штаммы образуют энтеротоксин, вызывающий острый гастроэнтерит. По данным Д.Мосселя и других, для образования токсина, вызывающего отравление, требуется минимум 600 тыс. когуалозоположительных стафилококков на 1 г продукта. Некоторые микроорганизмы, например, Proteus vulgaris , Escherichia coli , Pseudomonas , молочнокислые, задерживают рост стафилококков.
При санитарно-микробиологических исследованиях учитывают только типичные когуалозоположительные штаммы стафилококков.
Сальмонеллы. В 1934 г. по предложению номенклатурной комиссии Международного съезда микробиологов было принято именовать упомянутый род «сальмонелла» (Salmonella ). Так была увековечена память микробиолога Сальмона, который первым из исследователей открыл в 1885 г. одного из представителей этого рода бактерий – В.cholerae suis (S.suipestifer ).
Возбудители сальмонеллезов относятся к семейству кишечных бактерий рода сальмонелл. Сальмонеллы – короткие бесспоровые палочки, по способу дыхания – факультативные анаэробы и могут размножаться при ограниченном доступе воздуха. Они хорошо размножаются при комнатной температуре, но наиболее интенсивно при 37°С и рН 7,2–7,4; хорошо растут на обычных питательных средах, образуя кислоту (и обычно газ) из глюкозы, мальтозы, маннита и декстрина (приложение).
Некоторые виды сальмонелл не погибают при замораживании до –48…– 82°С и хорошо переносят высушивание. Сальмонеллы устойчивы к воздействию поваренной соли и сохраняют жизнеспособность в мясном рассоле (29% соли) в течение 4–8 месяцев при температуре 6–12°С. Они выживают в воде и на различных предметах при комнатной температуре до 45–90 дней. Сальмонеллы чувствительны к тепловой обработке. При нагревании до 60°С сальмонеллы выживают в течение часа, при 75°С – 5 мин, при 80°С они погибают мгновенно. Сальмонеллы гибнут под действием света, особенно ультрафиолетовых лучей. Они более чувствительны в облучению, чем стафилококки, и менее чувствительны чем бактерии группы кишечной палочки.
Сравнительно долго сальмонеллы выживают в пищевых продуктах, причем они не только сохраняют жизнеспособность, но и размножаются, не вызывая изменения органолептических свойств продуктов. В большинстве случаев причина возникновения сальмонеллеза – употребление в пищу различных мясных блюд, приготовленных в основном из мяса крупного рогатого скота, реже из свинины и мяса птиц. Известны случаи передачи сальмонеллезов при употреблении копченой рыбы, в частности сига. Большую опасность представляют изделия, приготовленные из измельченного мяса (фарша), т.к. в процессе измельчения находившиеся в лимфоузлах сальмонеллы распространяются по всей массе фарша, а при неправильном хранении его интенсивно размножаются. Сальмонеллезные токсикоинфекции могут возникать также при употреблении яиц и мяса домашней птицы, особенно водоплавающей. Большое значение как фактор передачи сальмонеллезов имеют молоко и молочные продукты.
При всех формах сальмонеллезной инфекции бактерии проникают в организм человека через рот и могут вызывать клинические или субклинические формы заболевания. Сальмонеллы вызывают три основных типа заболеваний:брюшной тиф, паратифы и энтерит, однако часто встречаются и смешанные формы инфекции.
Бактерии, попавшие в организм человека с загрязненной пищей или водой, проникают в тонкую кишку, откуда они могут распространяться в брыжеечные лимфатические узлы. Затем бактерии проникают через грудной проток в кровяное русло и диссеминируют во многие внутренние органы, включая кишечник, где размножаются в лимфоидной ткани и экскретируются из организма с фекалиями. Инфицирующая доза для людей составляет обычно более 100000 микроорганизмов. Исключительно характерными изменениями являются гиперплазмия и некроз лимфоидной ткани (например, пейеровых бляшек), гепатит, очаговый некроз в печени и воспалительные поражения желчного пузыря, а иногда и других органов и тканей (например, легких, костей).
Гастроэнтеритическая форма проявляется повышением температуры тела, ознобом, тошнотой, рвотой, жидким стулом, иногда с примесью крови и слизи, болью в животе, повышенной жаждой и головными болями. Особенно тяжело, с явлениями неудержимой рвоты и даже поражением нервной системы, протекает заболевание при попадании с пищевыми продуктами в организм человека S.typhimurium .Тифоподобная форма может начинаться с обычного гастроэнтерита и после кажущегося временного выздоровления через несколько дней проявляется признаками, характерными для обычного брюшного тифа.
Гриппоподобная форма, довольно часто встречающаяся при заболевании людей, характеризуется болями в суставах и мышцах, ринитом, конъюнктивитом, катаром верхних дыхательных путей и возможными расстройствами желудочно-кишечного тракта.
Септическая форма протекает в виде септицемии или септикопиемии. При этой форме наблюдаются обусловленные сальмонеллами местные септические процессы с локализацией очагов во внутренних органах и тканях: эндокардиты, перикардиты, пневмонии, холециститы, остеомиелиты, артриты и абсцессы и т.д.
Смертельность при сальмонеллезных токсикоинфекциях в среднем составляет 1–2%, но в зависимости от тяжести вспышек, возрастного состава людей (заболевание среди детей) и других обстоятельств может доходить до 5%.
По данным отечественных и зарубежных авторов, ведущая роль в возникновении пищевых сальмонеллезов, как уже говорилось, принадлежит мясу и мясным продуктам. Особенно опасно в этом отношении мясо и субпродукты (печень, почки и др.) от вынужденно убитых животных. Прижизненное обсеменение мышечной ткани и органов сальмонеллами происходит в результате заболевания животных первичными и вторичными сальмонеллезами. К числу опасных пищевых продуктов с точки зрения возникновения пищевых сальмонеллезов относят фарши, студни, зельцы, низкосортные (отдельная, столовая, ливерная, кровяная и др.) колбасы, мясные и печеночные паштеты. При измельчении мяса в фарш нарушается гистологическая структура мышечной ткани, а вытекающий мясной сок способствует рассеиванию сальмонелл по всей массе фарша и их быстрому размножению. То же самое относится и к паштетам. Студни и зельцы содержат много желатина, а низкосортные колбасы – значительное количество соединительной ткани (рН 7,2–7,3). В этих условиях сальмонеллы также развиваются очень быстро. Нередко сальмонеллоносителями являются водоплавающие птицы, а, следовательно, их яйца и мясо могут быть источником пищевых сальмонеллезов. Реже токсикоинфекции возможны при употреблении в пищу молока и молочных продуктов, рыбы, мороженого, кондитерских изделий (кремовых пирожных и тортов), майонезов, салатов и т.д.
Ботулизм. Clostridium botulinum продуцирует токсины, представляющие особую опасность для человека (приложение). Эти микроорганизмы являются облигатными анаэробами с термостабильными спорами. Различают A, B, C, D, E, F, и G виды ботулотоксинов, причем наибольшей токсичностью обладают токсины A и E. Ботулотоксины имеют белковую природу, молекулярная масса порядка 150 кДа.
Они поражают рыбные, мясные продукты, фруктовые, овощные и грибные консервы при недостаточной тепловой обработке и в условиях резкого снижения содержания кислорода (герметично закупоренные консервы). Кроме того, ботулотоксины характеризуются высокой устойчивостью к действию протеолитических ферментов (пепсин, трипсин), кислот (в частности, к кислому содержимому желудка), низких температур, но инактивируются под влиянием щелочей и высоких температур (80°С – 30 мин; 100°С – 15 мин). Высокая концентрация хлорида натрия не инактивирует ботулинический токсин. Если в пищевом продукте уже накопился токсин, то консервирование продукта – соление, замораживание, маринование не инактивируют его. Обычно при развитии микробов органолептические свойства продукта заметно не изменяются, иногда лишь ощущается слабый запах прогорклого жира, значительно реже продукт размягчается и изменяется его цвет. В консервах в результате развития микробов и гидролиза белковых и других веществ могут накапливаться газы, вызывающие стойкое вздутие донышка банки (бомбаж).
Ботулизм встречается довольно часто и летальность достигает 7–9%.
К токсинообразующим микроорганизмам, вызывающим пищевые отравления у человека, относятся также Clostridium perfringens – спорообразующие анаэробные грамположительные бактерии, которые продуцируют большое число энтеротоксинов. Споры обычно сохраняются в продуктах и блюдах после их термической обработки (споры термоустойчивых штаммов типа A и F выдерживают кипячение от 1 до 6 ч). При длительном хранении готовой пищи в тепле споры могут прорасти и в течение короткого времени накопиться в огромном количестве. В связи с этим продукты из мяса, молока, рыбы и др., даже хорошо термически обработанные, подлежат быстрой реализации.
Эшерихиоз или кишечная колиинфеция. Эшерихиоз или кишечная колиинфеция – острая кишечная инфекция, вызываемая патогенными (диареегенными) штаммами кишечных палочек, протекающая с симптомами общей интоксикации и поражения желудочно-кишечного тракта (приложение).
Возбудители принадлежат к виду Escherichia coli, роду Escherichia , семейству Enterobacteriaceae , представляют собой грамотрицательные подвижные и неподвижные палочки. Названы они в честь открывшего их в 1885 г. немецкого ученого Т.Эшериха E.coli является обычным обитателем кишечника многих млекопитающихся, поэтому ее часто называют кишечной палочкой. В организме человека E.coli выполняет полезную роль, подавляя рост вредных бактерий и синтезируя некоторые витамины. Однако, существуют разновидности E.coli , способные вызывать у человека острые кишечные заболевания. В настоящее время выделяют более 150 типов патогенных (так называемых «энтеровирулентных») палочек E.coli , объединенных в четыре класса: энтеропатогенные (ЭПЭК), энтеротоксикогенные (ЭТЭК), энтероинвазивные (ЭИЭК), энтерогеморрагические (ЭГЭК).
Патогенные штаммы E.coli (кишечная палочка) являются продуцентами термостабильных токсинов полипептидной природы с молекулярной массой от 4 до 10 кДа и способны вызывать как острые токсикоинфекции, так и являться причиной хронической почечной недостаточности.
Бактерии группы кишечной палочки не устойчивы к высокой температуре: при 60ºС гибель их наступает через 15 мин, при 100ºС – мгновенно. Сохраняемость кишечной палочки при низких температурах и в различных субстратах внешней среды изучена недостаточно. Бактерии хорошо растут на обычных питательных средах, активно ферментируют углеводы. Устойчивы во внешней среде, месяцами сохраняются в почве, воде, испражнениях. По некоторым данным в воде и почве кишечная палочка может сохраняться несколько месяцев. Хорошо переносят высушивание. Обладают способностью к размножению в пищевых продуктах, особенно в молоке. Быстро погибают при кипячении и воздействии дезинфицирующих средств. Обычные дезинфицирующие вещества (фенол, формалин, сулема, едкий натр, креолин, хлорная известь и др.) в общепринятых разведениях быстро убивают кишечную палочку.
Из путей передачи инфекции ведущее место занимает пищевой, особенно молоко и молочные продукты, мясные продукты.
Протеи. Бактерии рода Proteus широко распространены в природе и известны как гнилостные бактерии. Протейные бактерии подвижные, бесспоровые, факультативные анаэробы. Оптимальная температура развития их от 20 до 37°С, однако размножение может происходить и при температуре от 6 до 43°С. Эти микроорганизмы могут размножаться при pH 3,5–12; выдерживают нагревание до 65°С в течение 30 мин; устойчивы к высыханию и высокой концентрации хлорида натрия. Органолептические свойства продукта при массивном обсеменении бактериями рода Proteus не изменяются. Среди многих представителей протейной группы только отдельные виды способны вызывать пищевые токсикоинфекции. Протейная палочка длительное время сохраняет жизнеспособность во внешней среде, в том числе и в пищевых продуктах.
Пищевыетоксикоинфекции, вызванные микробами группы протея, возникают преимущественно при употреблении рыбных и мясных блюд, особенно измельченных.
Протеи вызывают заболевание у людей только в тех случаях, когда они выходят за пределы своей экологической ниши (пищеварительный тракт). Их нередко обнаруживают при хронических инфекциях мочевыводящих путей, а также при бактериемиях, пневмониях и очаговых поражениях у ослабленных больных или у больных.
Бактерии повсюду вокруг нас. Существуют полезные и патогенные, т.е. болезнетворные бактерии. В этой статье Вы найдете некоторую информацию о бактериях в целом, а также список названий патогенных бактерий и вызываемых ими заболеваний.
Бактерии есть повсюду, в воздухе, в воде, в продуктах питания, в почве, в глубинах океанов, и даже на вершине горы Эверест. Различные виды бактерий живут и на теле человека, и даже внутри него. Например, много полезных бактерий обитает в пищеварительной системе. Они содействуют контролю роста патогенных бактерий, а также помогают иммунной системе бороться с инфекциями. Многие бактерии содержат ферменты, которые способствуют разрушению химических связей в пище, которую мы едим, и, таким образом, помогают нам получать оптимальное питание. Бактерии, которые живут на теле человека, не вызывая никаких заболеваний или инфекций, известны как колониальные бактерии.
При получении человеком пореза или травмы, которая приводит к нарушению целостности кожного барьера, некоторые условно-патогенные организмы получают доступ в организм.
Если человек здоров и у него крепкая иммунная система, то он может противостоять такому нежелательному вторжению. Однако, если здоровье у человека слабое, результатом является развитие заболеваний, вызываемых бактериями. Бактерии, приводящие к появлению проблем со здоровьем, называются патогенными бактериями человека. Эти вызывающие заболевания бактерии могут проникать в организм также через пищу, воду, воздух, слюну и другие жидкости организма. Список патогенных бактерий огромен. Для начала мы рассмотрим несколько примеров инфекционных заболеваний.
Примеры инфекционных заболеваний
Стрептококки
Стрептококки - это распространенные бактерии, присутствующие в организме человека. Однако, некоторые штаммы стрептококков могут вызывать у человека развитие множества заболеваний. Такая патогенная бактерия, как пиогенный стрептококк (стрептококк группы A), вызывает бактериальный фарингит, т.е. ангину. При отсутствии лечения ангина вскоре может приводить к острой ревматической лихорадке и гломерулонефриту. В число других инфекций входят поверхностная пиодермия и, что хуже всего, некротизирующий фасцит (заболевание, вызываемое бактериями, поедающими мягкие ткани).
Стафилококки
Стафилококки, в частности золотистый стафилококк, - это наиболее распространенные человеческие патогенные бактерии. Они присутствуют на коже и слизистых оболочках и используют любую возможность вызвать поверхностную или системную инфекцию. Примеры заболеваний, вызываемых этими бактериями, включают местные гнойные инфекции волосяных фолликулов, поверхностную пиодермию и фолликулит. Также стафилококки могут приводить к развитию таких серьезных инфекций, как пневмония, бактериемия и инфекции ран и костей. Кроме того, золотистый стафилококк вырабатывает определенные токсины, которые способны вызывать пищевые отравления и инфекционно-токсический шок.
В число примеров инфекционных заболеваний также входят:
Этот список инфекционных заболеваний можно продолжать и продолжать. Далее приведена таблица, из которой можно узнать и о других инфекционных заболеваниях, а также бактериях, их вызывающих.
Список патогенных бактерий
| Патогенные бактерии человека | Инфекционные заболевания |
| Возбудитель сибирской язвы (Bacillus anthracis) | Сибиреязвенная пустула Легочная сибирская язва Желудочно-кишечная сибирская язва |
| Палочка коклюша (Bordetella pertussis) | Коклюш Вторичная бактериальная пневмония (Осложнение) |
| Боррелия бургдорфери (Borrelia burgdorferi) | Клещевой боррелез (болезнь Лайма) |
| Бруцелла абортус (Brucella abortus) Бруцелла канис (Brucella canis) Бруцелла мелитенсис (Brucella melitensis) Бруцелла сиус (Brucella suis) | Бруцеллез |
| Кампилобактер джеджуни (Campylobacter jejuni) | Острый энтерит |
| Хламидия пневмонии (Chlamydia pneumoniae) | Внебольничные респираторные инфекции |
| Хламидия пситаци (Chlamydia psittaci) | Орнитоз (Попугайная лихорадка) |
| Хламидия трахоматис (Chlamydia trachomatis) | Негонококковый уретрит Трахома Конъюнктивит с включениями новорожденных Венерическая лимфогранулема |
| Клостридиум ботулинум (Clostridium botulinum) | Ботулизм |
| Клостридиум диффициле (Clostridium difficile) | Псевдомембранный колит |
| Палочка газовой гангрены (Clostridium perfringens) | Газовая гангрена Острое пищевое отравление Анаэробный целлюлит |
| Столбнячная палочка (Clostridium tetani) | Столбняк |
| Дифтерийная палочка (Corynebacterium diphtheriae) | Дифтерия |
| Фекальный энтерококк (Enterococcus faecalis) Энтерококк фациум (Enterococcus faecium) | Внутрибольничные инфекции |
| Кишечная палочка Escherichia coli | Инфекции мочевыводящих путей Диарея Менингит у младенцев |
| Энтеротоксигенная кишечная палочка (Enterotoxigenic Escherichia coli, ETEC) | Диарея путешественников |
| Энтеропатогенная кишечная палочка Enteropathogenic E. coli | Диарея у младенцев |
| Кишечная палочка O157:H7 (E. coli O157:H7) | Гемоколит Гемолитический уремический синдром |
| Возбудитель туляремии (Francisella tularensis) | Туляремия |
| Гемофильная палочка (Haemophilus influenzae) | Бактериальный менингит Инфекции верхних дыхательных путей Пневмония Бронхит |
| Хеликобактер пилори (Helicobacter pylori) | Пептическая язва Фактор риска карциномы желудка В-клеточная лимфома желудочно-кишечного тракта |
| Легионелла пневмофила (Legionella pneumophila) | Болезнь легионеров (Легионеллез) Понтиакская лихорадка |
| Патогенные лептоспиры (Leptospira interrogans) | Лептоспироз |
| Листерия моноцитогенная (Listeria monocytogenes) | Листериоз |
| Микобактерия лепры (Mycobacterium leprae) | Проказа (Болезнь Хансена) |
| Микобактерии туберкулеза (Mycobacterium tuberculosis) | Туберкулез |
| Микоплазма пневмонии (Mycoplasma pneumoniae) | Микоплазменная пневмония |
| Гонококк (Neisseria gonorrhoeae) | Гонорея Офтальмия новорождённых Септический артрит |
| Менингококк (Neisseria meningitidis) | Менингококковые инфекции, включая менингит Синдром Фридериксена-Уотерхауза |
| Синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa) | Местные инфекции глаз, уха, кожи, мочевыводящих и дыхательных путей Желудочно-кишечные инфекции Инфекции центральной нервной системы Системные инфекции (Бактериемия) Вторичная пневмония Инфекции костей и суставов Эндокардит |
| Риккетсия риккетсии (Rickettsia rickettsii) | Клещевой сыпной тиф |
| Сальмонелла тифи (Salmonella typhi) | Тифоидная лихорадка Дизентерия Колит |
| Палочка мышиного тифа (Salmonella typhimurium) | Сальмонеллез (Гастоэнтерит и энетероколит) |
| Шигелла соней (Shigella sonnei) | Бациллярная дизентерия/Шигеллез |
| Золотистый стафилококк (Staphylococcus aureusa) | Коагуляза положительные стафилококковые инфекции: Локализованные кожные инфекции Диффузные заболевания кожи (Импетиго) Глубокие нагноения, местные инфекции Острый инфекционный эндокардит Септицемия (Сепсис) Некротическая пневмония Токсиноз Инфекционно-токсический шок Стафилококковое пищевое отравление |
| Эпидермальный стафилококк (Staphylococcus epidermidis) | Инфекции имплантированных протезов, например сердечных клапанов и катетеров |
| Стафилококк сапрофитный (Staphylococcus saprophyticus) | Цистит у женщин |
| Стрептококк агалактиа (Streptococcus agalactiae) | Менингит и септицемия у новорожденных Эндометрит у женщин после родов Оппортунистические инфекции (Септицемия и пневмония) |
| Стрептококк пневмонии (Streptococcus pneumoniae) | Острая бактериальная пневмония и менингит у взрослых Средний отит и синусит у детей |
| Пиогенный стрептококк (Streptococcus pyogenes) | Стрептококковый фарингит Пурпурная лихорадка Ревматическая лихорадка Импетиго и рожистое воспаление Послеродовой сепсис Некротизирующий фасцит |
| Бледная трепонема (Treponema pallidum) | Сифилис Врождённый сифилис |
| Холерный вибрион (Vibrio cholerae) | Холера |
| Возбудитель чумы (Yersinia pestis) | Чума Бубонная чума Чумная пневмония |
Таков список патогенных бактерий и примеров инфекционных заболеваний. Человеческие патогенные бактерии могут вызывать огромное количество серьезных заболеваний, эпидемии и пандемии. Вероятно, Вы слышали о черной чуме средних веков, вызванной бактерией Yersinia pestis, это была самая смертоносная пандемия в истории человечества. С развитием стандартов личной гигиены и соблюдения чистоты инцидентность эпидемий и пандемий значительно сократилась.
Видео
Патогенными (от греч. patos - болезнь, страдание) называются микроорганизмы, потенциально способные вызывать инфекционный процесс. Это генотипический признак, характеризующий видовую способность бактерий приживаться в тканях и полостях организма и размножаться в них. Патогенность является потенциальным признаком бактерий потому, что она может быть проявлена только в определенных условиях - в восприимчивом организме. Патогенность контролируется многими генами, ответственными за проявление всех свойств, определяющих патогенность, таких как синтез продуктов метаболизма, ферментов, образование морфологических структур микроорганизма, в частности капсулы.
Характерной особенностью патогенных микробов является специфичность действия, т. е. способность вида вызывать строго определенное заболевание. Так, пневмококки вызывают только пневмонию, гонококки - гонорею, палочки туберкулеза - туберкулез. Но не все микробы одного и того же вида в одинаковой степени обладают свойством патогенности. Одни штаммы более патогенны, у других патогенность выражена слабее. Степень или мера патогенности микроорганизма называется вирулентностью (от лат. virulentus - ядовитый, болезнетворный).
Вирулентность представляет собой совокупность ряда болезнетворных свойств микроба: инфекционность или заразительность, инвазивность (способность внедряться в организм и распространяться в его тканях), интенсивность размножения и способность вырабатывать ядовитые вещества. Степень вирулентности измеряется условно принятой единицей - минимальной смертельной дозой (DLM - dosisletalisminima), т. е. наименьшим количеством микробов, которое при заражении восприимчивых к ним животных вызывает 95-100 % гибели их. Иногда используют 50 %-ную летальную дозу (LD50). Это количество микробов, вызывающее гибель 50 % подопытных животных.
Вирулентность микробов - не стабильный видовой признак, а индивидуальный. Она может изменяться в зависимости от условий. Так, культивирование микроорганизмов на искусственных питательных средах, на средах, содержащих дезинфицирующие вещества, высушивание, пассирование через естественно невосприимчивый организм снижает вирулентность их. Под влиянием мутагенных факторов можно получить вообще авирулентные мутанты. Вирулентность патогенных микробов может изменяться и в сторону повышения. Но искусственно повысить вирулентность гораздо труднее, чем ослабить ее. Наиболее совершенным методом повышения вирулентности микробов является пассирование их через организм восприимчивых животных.
Искусственное ослабление вирулентности патогенных микроорганизмов называется аттенуацией, а штаммы патогенных микроорганизмов с искусственно сниженной вирулентностью, но сохраняющие иммуногенные свойства - вакцинными штаммами, или живыми вакцинами. Принцип получения живых вакцин был разработан в 1880 г. Л. Пастером. Однако основоположником применения их является Э. Дженнер, который еще в 1795 г. предложил метод предохранительных прививок против оспы.
В настоящее время живые вакцины широко применяются для профилактики оспы, туберкулеза, полиомиелита, кори, сибирской язвы. Кроме живых вакцин в практической медицине используются вакцины, приготовленные из убитых культур микроорганизмов.
Вирулентность - сложное свойство патогенных микробов, определяющееся рядом факторов, названных факторами вирулентности. Наиболее существенным из них является образование веществ, способствующих внедрению микробов в организм. Такие вещества называются факторами инвазии, или факторами распространения. К ним относятся ферменты гиалуронидаза, коллагеназа, фибринолизин.
Гиалуронидаза расщепляет гиалуроновую кислоту, входящую в состав соединительной ткани и обеспечивающую ее прочность, и непроницаемость для микробов. Расщепление гиалуроновой кислоты увеличивает проницаемость тканей и способствует распространению микробов по организму.
Наличие гиалуронидазы у микробов легко выявляется в простом лабораторном опыте на животных. Кролику подкожно (поверхность предварительно выбрита) вводят в один участок тушь, в другой - тушь, смешанную с бульонной культурой вирулентных бактерий. В результате участок появляющегося подкожного окрашивания в месте введения чистой туши меньше, чем там, где вводилась смесь ее с микробами. Это указывает на увеличение проницаемости ткани под действием микробов. Гиалуронидаза обнаружена у многих патогенных микробов: у палочек газовой гангрены, стафилококков и стрептококков, у возбудителей дифтерии, бруцеллеза и др.
Фермент коллагеназа разрушает тканевые белки и вызывает распад мышц. Это также способствует распространению микробов в организме. Коллагеназа обнаружена у палочки газовой гангрены.
Фибринолизин расщепляет сгустки фибрина, которые образуются в крови в процессе воспалительных реакций и препятствует распространению микробов. Фибринолизин вырабатывается стрептококками и стафилококками, возбудителем чумы и др.
Вирулентность микробов определяется также образованием ими специфических веществ белковой природы - агрессинов Агрессины сами по себе безвредны для организма, но подавляют его защитные функции. Так, несмертельная доза патогенных микробов под влиянием агрессинов вызывает гибель животного.
Существенную роль в вирулентности микробов играет капсула. Капсула выполняет в основном защитную функцию. Капсульные бактерии более устойчивы к фагоцитозу, к бактерицидному действию крови. Они дольше сохраняются в организме, чем бескапсульные. Утрата способности к образованию капсулы ведет к снижению или потере вирулентности. Полученный в 1942 г. Н. Н. Гинзбургом бескапсульный штамм палочки сибирской язвы настолько снизил вирулентность, что стал совершенно безвредным для животных. Этот бескапсульный штамм используется для изготовления вакцины против сибирской язвы.
Самым важным фактором вирулентности является способность микробов вырабатывать ядовитые продукты метаболизма - токсины. Попадая в ток крови, они разносятся по организму и вызывают различные отравления. Механизм действия большинства токсинов изучен еще недостаточно.
Среди микробных токсинов различают экзо- и эндотоксины. Экзотоксины, или истинные токсины, подобно экзоферментам, продуцируются клеткой и выделяются в окружающую среду, эндотоксины прочно связаны с клеткой и освобождаются только после гибели ее.
Эндотоксины образуются главным образом грамотрицательными патогенными микроорганизмами. Они представляют собой комплекс полисахаридов и липопротеидов, характеризуются термостабильностью, меньшей ядовитостью, чем экзотоксины. Кроме того, они не обладают специфичностью действия и при поражении макроорганизма дают однотипную картину патологического процесса: слабость, одышку, головную боль, расстройство кишечника. Малые дозы эндотоксина вызывают повышение температуры, большие - понижение и гибель животного.
В отличие от эндотоксинов экзотоксины вырабатываются только некоторыми грамположительными микроорганизмами - возбудителями столбняка (Clostridiumtetani), ботулизма (Clostridiumbotulinum), дифтерии (Corynebacteriumdiphteriae), газовой гангрены (Clostridiumperfringens). Они более токсичны и более опасны, чем эндотоксины. Это самые сильные биологические яды. Смертельная доза токсина палочки ботулизма для морской свинки равна 1 ’ 10‘7 мл; дифтерийной - 2"10"3 мл.
Экзотоксинам свойственна высокая специфичность действия, т. е. они поражают определенные органы и ткани, что проявляется в характерной ферме клинического заболевания. Токсин столбнячной палочки, например, поражает двигательные нейроны спинного мозга, вызывая судороги, параличи. Токсин палочки ботулизма действует на окончания двигательных нервов. Оба эти токсина относят к нервным ядам. Дифтерийный токсин поражает сердечную мышцу и надпочечники. Большинство экзотоксинов термолабильны - инактивируются при 58-60° С. Экзотоксины представляют собой белки. На основании высокой активности даже ничтожно малых концентраций экзотоксины отождествляют с ферментами. И это в отношении некоторых токсинов уже доказано. Установлено, например, что а-токсин возбудителя газовой гангрены Cl. perfringens является фосфолипазой (лецитиназой С), вызывающей в определенных условиях гидролиз лецитина.
Дифтерийный токсин является продуктом незавершенного синтеза цитохрома а и катализирует окислительные реакции в организме.
Действие экзотоксинов проявляется через определенный инкубационный период, который длится от нескольких часов до суток. Это одно из отличий экзотоксинов от ядов небиологической природы. Экзотоксины обладают свойством антигенности, т. е. при введении в организм обусловливают образование антител, нейтрализующих токсины. Весьма важно то, что, теряя токсичность, они сохраняют антигенность. Так, токсины бактерий дифтерии, столбняка, ботулизма при обработке их формалином (0,2-0,5 %) при температуре 37-38° С в течение месяца утрачивают ядовитые свойства, сохраняя при этом антигенность. Такие обезвреженные токсины называются анатоксинами. Они используются как вакцины в профилактических целях, а также для получения антитоксических лечебных сывороток. Все перечисленные выше факторы вирулентности определяют болезнетворность микроорганизмов и форму тяжести вызываемого ими инфекционного заболевания.
Мало кто из людей может похвастаться стопроцентным здоровьем. Наверняка, каждый из нас хотя бы раз в жизни испытывал на себе неприятные симптомы какого-либо Проявляются они все по-разному, а вот причина возникновения той или иной «болячки» практически во всех случаях одна и та же - патогенные микроорганизмы. Именно они проникают в нас извне и начинают свою коварную деятельность по внедрению инфекции. Для того чтобы определиться с методами борьбы и изгнания маленьких «захватчиков», прежде всего, необходимо четко выяснить, что же они из себя вообще представляют.
Патогенные микроорганизмы - это особая разновидность микробов болезнетворного характера. Они проникают не только в человека, но и прекрасно осваиваются в клетках и тканях животных, растений и насекомых. При этом последние два пункта могут являться всего лишь переносчиками инфекции. Благодаря своим свойствам, патогенные микроорганизмы могут даже ослаблять природную защиту своего носителя - его иммунитет. За счет этого человек становится подвержен и другим заболеваниям. Каждый отдельный вид таких микробов вызывает свою индивидуальную инфекцию. Болезни такого рода могут легко передаваться от одного живого организма к другому. Поэтому их часто в быту называют «заразными».
Степень тяжести заболевания зависит от нескольких факторов одновременно:
- патогенности, а также вирулентности микроорганизма;
- условий окружающей среды;
- общеего состояния микроба.
Разберемся сперва с первыми двумя понятиями. Патогенные микробы получили свое название именно из-за основной способности, которая характеризуется следующим образом. Каждая бактерия в зависимости от своей разновидности, а также условий может вызвать специфическое заболевание в организме своего носителя. Такая «зараза» будет присуща именно этому микробу и никакому другому. Данная способность является видовым признаком.
Вирулентность отражает степень патогенности какого-то определенного штамма микроорганизмов. Следовательно, она является индивидуальным признаком. Однако вирулентность может быть существенно повышена, если бацилла пройдет через несколько живых организмов, поочередно заражая их заболеванием. На практике это свойство может быть, как усилено, так и снижено. Впрочем, при должном воздействии есть шанс вообще его устранить.
Кроме своей основной сути, некоторые патогенные микроорганизмы выделяют особые токсины, которые негативно действуют на клетки носителя. Они способствуют более глубокому проникновению инфекции, а также усиливают симптомы её протекания. Кроме того, токсины изрядно ослабляют защиту организма, что делает заболевание еще более опасным.
Чтобы человек заразился подобной «болячкой», достаточно будет проникновения минимального количества активных бактерий. И чем больше их попадет внутрь организма, тем быстрее проявятся первые симптомы заболевания. Также имеет значение и тот способ, при помощи которого патогенные микроорганизмы оказались внутри человека. Если в данном процессе участвовали открытые и внутренние слизистые участки (нос, легкие и прочее), то, скорее всего, первые признаки недуга вы почувствуете уже совсем скоро. А вот подкожное проникновение гарантирует заражение только в случае попадания большого количества болезнетворных «захватчиков».
Тот период, в процессе которого микробы уже успели попасть в организм, но ещё не начали активно проявлять свою деятельность, называется инкубационным. Он может иметь различную продолжительность в зависимости от того, насколько активные и проникли. Кроме того, уже начала истреблять чужие клетки. Поэтому если защитный барьер организма функционирует хорошо, то и сама болезнь может даже не выйти за пределы инкубационного периода.
Инфекция – сложный биологический процесс, возникающий в результате проникновения патогенных микробов в организм и нарушения постоянства его внутренней среды.
Возникновение инфекции зависит от нескольких факторов: степени патогенности (вирулентности) микроба, состояния макроорганизма и условий внешней среды.
Патогенность – это способность микроба определенного вида при соответствующих условиях вызывать характерное для него инфекционное заболевание. Следовательно, патогенность есть видовой признак.
Вирулентность – это степень патогенности определенного штамма микроба, т. е. индивидуальный признак. Например, бацилла сибирской язвы является патогенной, так как обладает свойством вызывает заболевание сибирской язвой. Но штамм одной культуры вызывает заболевание и смерть через 96 часов, а другой – через 6-7 дней. Следовательно, вирулентность первого штамма более высокая, чем второго.
Вирулентность микроба может быть повышена путем его пассажей через чувствительный организм лабораторных животных, т.е. последовательным заражением ряда животных (после гибели первого зараженного животного выделенными из него микробами заражают следующее животное и т.д.).
В естественных условиях вирулентность бактерий повышается путем пассажа через восприимчивый организм, поэтому больных заразной болезнью необходимо немедленно изолировать от здоровых.
Снизить вирулентность микроба в лабораторных условиях можно путем пересевов и выращивания на питательных средах при повышенной температуре или при добавлении в среду некоторых химических веществ (бычья желчь, слабый раствор карболовой кислоты и пр.). Основываясь на этом принципе, готовят ослабленные живые вакцины, которые затем применяют против заразных болезней. Вирулентность микроба может понижаться и в естественных условиях под действием солнечных лучей, высушивания и пр.
Таким образом, вирулентность как мера патогенности – величина переменная. Она может быть повышена, понижена и даже утеряна.
Патогенность как особое качество болезнетворного вида микроба проявляется в агрессивных его свойствах и в токсическом действии на организм. Агрессивность – это способность патогенного микроба жить, размножаться и распространяться в организме, противостоять неблагоприятным влияниям, оказываемым организмом. Некоторые патогенные микробы, размножаясь в организме или на питательной среде в пробирке, вырабатывают растворимые продукты, получившие название агрессины . Назначение агрессинов - подавлять действие фагоцитов. Сами агрессины безвредны для организма, но если их прибавить к несмертельной дозе культуры соответствующего микроба, они вызывают смертельно протекающую инфекцию.
Токсичность – способность патогенного микроба вырабатывать и выделять ядовитые вещества, вредно действующие на организм. Токсины бывают двух видов – экзотоксины и эндотоксины.
Экзотоксины – выделяются в окружающую среду при жизни микробов в организме или на искусственных питательных средах, а также в пищевых продуктах. Они очень ядовиты. Например, 0,005 мл жидкого столбнячного токсина или 0,0000001 мл ботулинического токсина убивает морскую свинку.
Микробы, способные образовывать токсины, получили название токсигенных.
Под влиянием нагревания и света экзотоксины легко разрушаются, а под действием некоторых химических веществ теряют токсичность.
Эндотоксины прочно связаны с телом микробной клетки и освобождаются только после ее гибели и разрушения. Они весьма устойчивы при действии высоких температур и не разрушаются даже после нескольких часов кипячения. Ядовитое действие многих бактерийных экзотоксинов связано с ферментами – лецитиназой (разрушает эритроциты), коллагеназой, гиалуронидазой (расщепляет гиалуроновую кислоту) и рядом других ферментов, которые производят в организме разрушение жизненно важных соединений. Условленно также, что некоторые патогенные бактерии (дифтерийные стафилококки и стрептококки) продуцируют фермент дезоксирибонуклеазу
В процессе жизнедеятельности патогенные микробы выделяют и другие вещества, обусловливающие их вирулентность.
Пути внедрения патогенных микробов в организм
Место проникновения патогенных микробов в организм называется входными воротами инфекции .
В естественных условиях заражение происходит через пищеварительный тракт (алиментарный путь), когда в пищу или в воду попадают патогенные микроорганизмы.
Болезнетворное начало может проникать через поврежденные, а при некоторых инфекционных болезнях (бруцеллез) и неповрежденные слизистые оболочки рта, носа, глаз, мочеполовых путей и кожу.
Судьба патогенных микробов, попавших в организм, может быть различной – в зависимости от состояния организма и вирулентности возбудителя. Некоторые микробы, попав с током крови в определенные органы, оседают (задерживаются) в их тканях, размножаются в них, выделяют токсины и вызывают заболевание. Например, возбудитель туберкулеза в легочной ткани.
Любая инфекционная болезнь, независимо от клинических признаков и локализации микроба в организме, представляет собой заболевание всего организма.
Если патогенные микробы проникли в кровеносные сосуды и начинают размножаться в крови, то они очень быстро проникают во все внутренние органы и ткани. Такую форму инфекции называют септицемией. Она характеризуется быстротой и злокачественностью течения и нередко заканчивается смертельным исходом.
Когда микробы находятся в крови временно и не размножаются в ней, а посредством ее только переносятся в другие чувствительные ткани и органы, где затем уже размножаются, инфекцию принято называть бактериемией.
Иногда микробы, проникнув в организм, остаются только в поврежденной ткани и, размножаясь выделяют токсины. Последние, проникая в кровь, вызывают общее тяжелое отравление (столбняк, злокачественный отек). Такой процесс называется токсемией.
Пути выделения патогенных микробов из организма также различны: со слюной, мокротой, мочой, калом, молоком, выделениями из родовых путей.
Условия возникновения инфекций и значение состояния организма в этом процессе
Для возникновения инфекционного процесса требуется минимально заражающая доза микроба; однако чем больше проникло в организм микробов, тем скорее развивается болезнь. Чем вирулентнее микроб, тем быстрее наступают все клинические признаки болезни. Имеют значение и ворота инфекций. Например, после введения в легкие морской свинки 1 – 2 туберкулезных микробов может возникнуть заболевание, а чтобы вызвать заболевание путем подкожной инъекции микробов, надо ввести не меньше 800 живых туберкулезных палочек.
Одно из необходимых условий для возникновения заболевания – восприимчивость организма к данной инъекции очень восприимчивы, а к другим устойчивы. Например, крупный рогатый скот не заражается сапом лошадей, а чума свиней совершенно неопасно в смысле заражения для человека.
Исключительно важное значение для возникновения инфекционного процесса имеет состояние организма. И.И.Мечников писал: «Болезнь, помимо внешних причин – микробов, обязана своим происхождением еще и внутренним условиям самого организма. Болезнь наступает тогда, когда эти внутренние причины оказываются бес сильными помешать развитию болезнетворных микробов; когда они, наоборот, успешно борются с микробами, то организм оказывается невосприимчивым. Проникновение патогенного микроба в чувствительный организм вовсе не обязательно вызывает соответствующее заболевание». Устойчивость организма против инфекции снижается при плохом питании. Влияет также простудный фактор, перегревание, радиация, отравление алкоголем и пр.
Течение инфекционного заболевания
Инфекционный процесс проявляется не сразу после внедрения патогенного микроба в организм, а спустя некоторый срок.
Время от внедрения микробов в организм до появления первых клинических признаков заболевание называют скрытым, или инкубационным, периодом.
Продолжительность его определяется вирулентностью и количеством внедрившихся микробов, воротами инфекции, состоянием организма и окружающими условиями. Однако при каждом заразном заболевании инкубационный период боле или менее постоянен.
За период инкубации внедрившиеся микробы размножаются, производят качественные биологические изменения в организме, в результате чего появляются клинические признаки.
По длительности течения инфекции бывают острые, кратковременно протекающие (ящур, холера, сибирская язва и многие др.). Большинство инфекций относится к острым.
Инфекционные болезни людей и животных могут наблюдаться в виде единичных случаев, именуемых спорадическими. Когда инфекция быстро распространяется среди людей и охватывает населенные пункты значительной территории, такое распространение инфекции принято называть – эпидемия, соответственно инфекция среди животных – эпизоотия.
Инфекционные болезни по природе отличаются от других заболеваний следующими свойствами: наличием живого возбудителя, заразительностью (передаются от больных здоровым), инкубационным периодом, иммунитетом (невосприимчивостью) переболевших. Последний наступает не всегда.
Источники и пути распространения инфекции
Основной источник и переносчик заразного начала – больной организм. От больного могут заражаться люди, животные.
Зараженная почва может быть источником заражения. Болезни, при которых заражение происходит в результате попадания патогенных микробов из почвы, получили название почвенных инфекций (сибирская язва, газовая гангрена и др.). Почва может быть источником попадания патогенных микробов в пищевые продукты.
